KR20210069067A - 다중 파장 렌즈 형성 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20210069067A
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contact lens
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폴 마크 파웰
피터 더블유. 사이트
조 엠. 우드
마이클 에프. 위드만
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존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
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Abstract

콘택트 렌즈를 형성하기 위한 장치 및 방법. 본 방법은 렌즈 반응성 혼합물을 획득하는 단계; 렌즈 반응성 혼합물을 수용하는 저장소 내에 형성 광학체(forming optic)의 볼록한 광학 품질 표면을 침지시키는 단계; 형성 광학체의 미리선택된 영역들을 통해 파장들의 제1 스펙트럼을 갖는 제1 화학 방사선을 투영하는 단계로서, 미리선택된 영역들은 미리결정된 두께보다 큰 두께를 갖는 형성될 콘택트 렌즈의 위치들에 대응하고, 제1 화학 방사선은 미리선택된 영역들에서 복셀 단위(voxel by voxel basis)로 렌즈 반응성 혼합물을 선택적으로 중합하거나 부분적으로 중합하도록 선택적으로 제어되는, 상기 단계; 렌즈 전구체를 형성하기 위해 형성 광학체를 가로질러 복셀 단위로 렌즈 반응성 혼합물을 선택적으로 중합하거나 부분적으로 중합하도록 선택적으로 제어되는, 파장들의 상이한 제2 스펙트럼을 갖는 제2 화학 방사선을 형성 광학체를 통해 형성될 콘택트 렌즈의 전체에 대응하는 제2 영역 위에 투영하는 단계; 형성 광학체 및 형성된 렌즈 전구체를 렌즈 반응성 혼합물로부터 제거하는 단계; 및 고정 방사선을 적용하여 콘택트 렌즈를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

다중 파장 렌즈 형성 시스템 및 방법
본 발명은 대체적으로 콘택트 렌즈 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는 맞춤 콘택트 렌즈를 효율적으로 형성하기 위한 신규하고 개선된 방법에 관한 것이다.
시력을 교정하기 위해 콘택트 렌즈를 사용하는 것은 오늘날의 세계에서 흔한 일이다. 현재 대량 저비용 콘택트 렌즈 제조의 여러 전통적인 방법들이 있다. 이러한 방법들은 캐스트 성형(cast molding), 스핀 캐스팅(spin casting), 선반 가공(lathing), "라이트스트림 테크놀로지(Lightstream Technology)"로서 산업계에 알려진 기법 및 이들의 임의의 조합을 이용하는 것을 포함하지만 이로 제한되지 않는다.
더 최근에는, 콘택트 렌즈를 제조하기 위한 새로운 시스템 및 방법이 개시되어 왔으며, 이러한 시스템 및 방법에서는 무한 개수의 엄격한 맞춤 렌즈가 비용 효과적인 방식으로 용이하게 생성될 수 있다. 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제8,317,505호는 광학 맨드릴(mandrel)을 통하여 그리고 반응성 혼합물의 배스(bath) 또는 배트(vat) 내로 화학 방사선을 선택적으로 투영함으로써 복셀 단위(voxel by voxel basis)로 단일 수형 광학 맨드릴 상에 렌즈 전구체 형태(Lens Precursor Form)를 성장시키기 위한 방법을 개시한다. 이어서, 광학 맨드릴 및 렌즈 전구체 형태는, 광학 맨드릴의 볼록한 표면이 직립으로 되도록 배트로부터 제거되고 반전된다. 렌즈 전구체 형태 상에 잔류하는 배스로부터의 미경화 잔류(residual) 액체가 중력 하에 또는 달리 렌즈 전구체 형태 위에서 유동하는 체류 기간 후, 액체는 고정 방사선을 적용함으로써 경화되어 최종 렌즈를 형성한다. 거기에 기재된 바와 같이, 엄격한 맞춤 렌즈가 임의의 주어진 눈에 대해 생성될 수 있다.
'055 특허는 거기에 기재된 바와 같은 전구체를 형성하기 위한 경화의 주요 수단으로서 365 nm를 중심으로 하는 광의 사용을 상세히 개시한다. 365 nm 광은 광학 표면으로부터의 반응성 단량체 혼합물(reactive monomer mixture, RMM)의 제어된 성장에 바람직한데, 이는 이러한 파장이 본 명세서에 정의된 바와 같은 에타필콘(Etafilcon)과 같은 RMM에 존재하는 Norbloc 성분에 의해 부분적으로 감쇠될 것이기 때문이다. 이러한 감쇠는 전구체의 제어된 성장을 허용한다. '055 특허에 의해 교시된 시스템 및 방법 하에서, 전구체를 형성하는 데 필요한 시간은 대략 75초이다. 이러한 시간은 RMM 제형 내의 Norbloc 성분의 농도를 낮춤으로써 감소될 수 있지만, 이는 완성된 콘택트 렌즈 제품의 UV 차단 특성을 변화시키는 것이 바람직하지 않기 때문에 바람직하지 않다.
365 nm 미만의 파장(즉, 340 nm)을 사용하면, 중합이 더 느리게 일어나서, 전구체 형성 시간을 용인할 수 없을 만큼 길게 만들 것이다. 예를 들어, 350 nm에서, 동일한 RMM에 대한 형성 시간은 대략 20분으로 증가할 것이다.
365 nm 초과의 파장(즉, 420 nm)을 사용하면, 중합이 너무 빠르게 일어나서, 렌즈 두께 제어의 결여 및/또는 전구체 표면 상의 원치 않는 올리고머로 이어질 것이다.
RMM의 중합 속도론(polymerization kinetics) 및 광 감쇠의 수준으로 인해 365 nm를 중심으로 하는 LED 광이 제어된 중합체 성장에 이상적인 것으로 밝혀졌지만, 일단 원하는 전구체의 두께가 대략 350 마이크로미터에 도달하면 중합 속도는 여전히 상당히 느리게 진행된다. 참고로, 350 마이크로미터는 난시 렌즈의 안정화 구역들에서 공통 두께이다. 따라서, 365 nm를 중심으로 하는 LED 광을 단독으로 사용하는 것은 시스템이 소정의 원하는 렌즈들을 제조하기 위한 상업적 방식으로 사용되게 하기에 충분히 효율적으로 이들 렌즈가 제조될 수 없도록 하는 한계를 갖는다.
이와 같이, 전체 또는 선택된 영역들에서 증가된 두께를 갖는 콘택트 렌즈를 포함한 임의의 원하는 콘택트 렌즈를 제조하는 것이 상업적으로 적용될 수 있도록 '055 특허에서 설명되는 콘택트 렌즈를 제조하기 위한 시스템 및 방법을 개선하는 것이 바람직할 것이다.
콘택트 렌즈를 형성하기 위한 방법이 제공되는데, 본 방법은 렌즈 반응성 혼합물을 획득하는 단계; 렌즈 반응성 혼합물을 수용하는 저장소 내에 형성 광학체(forming optic)의 볼록한 광학 품질 표면을 침지시키는 단계; 형성 광학체의 미리선택된 영역들을 통해 파장들의 제1 스펙트럼을 갖는 제1 화학 방사선을 투영하는 단계로서, 미리선택된 영역들은 미리결정된 두께보다 큰 두께를 갖는 형성될 콘택트 렌즈의 위치들에 대응하고, 제1 화학 방사선은 미리선택된 영역들에서 복셀 단위(voxel by voxel basis)로 렌즈 반응성 혼합물을 선택적으로 중합하거나 부분적으로 중합하도록 선택적으로 제어되는, 상기 단계; 파장들의 상이한 제2 스펙트럼을 갖는 제2 화학 방사선을 형성 광학체를 통해 형성될 콘택트 렌즈의 전체에 대응하는 제2 영역 위에 투영하는 단계로서, 제2 화학 방사선은 렌즈 전구체를 형성하기 위해 형성 광학체를 가로질러 복셀 단위로 렌즈 반응성 혼합물을 선택적으로 중합하거나 부분적으로 중합하도록 선택적으로 제어되는, 상기 단계; 형성 광학체 및 형성된 렌즈 전구체를 렌즈 반응성 혼합물로부터 제거하는 단계; 고정 방사선을 적용하여 콘택트 렌즈를 형성하는 단계를 포함한다.
제1 화학 방사선의 투영은 제2 화학 방사선을 전달하기 전에 중단될 수 있거나, 대안적으로는 제2 화학 방사선의 전달과 함께 계속될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 화학 방사선은 420 nm 파장 광을 중심으로 하고, 제2 화학 방사선은 365 nm 파장 광을 중심으로 한다. 또 다른 실시예에서, 제1 화학 방사선은 385 nm 파장 광을 중심으로 하고, 제2 화학 방사선은 365 nm 파장 광을 중심으로 한다. 미리결정된 두께는 350 마이크로미터일 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 렌즈 반응성 혼합물은 개시제 및 UV 차단제를 포함하고, 제2 화학 방사선은 UV 차단제에 의해 부분적으로 감쇠되고 개시제의 흡수율 범위 내에 있으며, 제1 화학 방사선은 UV 차단제에 의해 감쇠되지 않고 개시제의 흡수율 범위 내에 있지 않다.
또한, 콘택트 렌즈를 형성하기 위한 장치가 제공되는데, 장치는 볼록한 광학 품질 표면을 포함하고, 캐스트 몰드(cast mold)에 따른 형상화 없이 반응성 혼합물을 가교결합함으로써 안과용 디바이스가 상부에 형성될 수 있는 수형 몰드 맨드릴(mandrel)을 포함하고, 볼록 광학 품질 표면의 적어도 일부분은 반응성 혼합물을 보유하는 용기 내의 공간 내로 돌출되고, 용기의 부피는 그 내에 형성될 콘택트 렌즈의 부피보다 크고, 용기의 형상은 그 내에 형성될 콘택트 렌즈의 형상에 영향을 주지 않는다. 장치는 파장들의 제1 스펙트럼을 갖는 제1 화학 방사선의 복수의 광선들을 포함하는 제1 광원을 추가로 포함하고, 각각의 광선은 수형 몰드 맨드릴 및 볼록한 광학 품질 표면의 적어도 미리선택된 부분을 통해 지향되고, 복수의 광선들의 각각은 선택적으로 제어가능하여 그에 의해 적어도 하나의 미리선택된 부분에서 수형 몰드 및 볼록한 광학 품질 표면을 통해 반응성 혼합물의 일부분들을 선택적으로 경화시킨다. 장치는 파장들의 제1 스펙트럼과 상이한 파장들의 제2 스펙트럼을 갖는 제2 화학 방사선의 복수의 광선들을 포함하는 제2 광원을 추가로 포함하고, 각각의 광선은 형성될 콘택트 렌즈의 전체에 대응하는 수형 몰드 맨드릴 및 볼록한 광학 품질 표면의 영역을 통해 지향되고, 복수의 광선들 각각은 선택적으로 제어가능하여 그에 의해 그 영역을 가로질러 수형 몰드 및 볼록한 광학 품질 표면을 통해 반응성 혼합물의 일부분들을 선택적으로 경화시킨다.
일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 화학 방사선의 온(on) 및 오프(off) 상태는 별개로 제어가능하다. 제1 및 제2 화학 방사선은 동시에 활성화될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 화학 방사선은 제1 파장을 중심으로 하고, 제2 화학 방사선은 제2 파장을 중심으로 한다. 상이한 실시예에서, 제1 화학 방사선은 420 nm 파장 광을 중심으로 할 수 있고 제2 화학 방사선은 365 nm 파장 광을 중심으로 할 수 있으며, 또는 제1 화학 방사선은 385 nm 파장 광을 중심으로 할 수 있고 제2 화학 방사선은 365 nm 파장 광을 중심으로 할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 적어도 하나의 미리선택된 부분은 콘택트 렌즈의 원하는 두께가 적어도 350 마이크로미터인 위치에 대응한다.
추가 실시예에서, 렌즈 반응성 혼합물은 개시제 및 UV 차단제를 포함하고, 제2 화학 방사선은 UV 차단제에 의해 부분적으로 감쇠되고 개시제의 흡수율 범위 내에 있으며, 제1 화학 방사선은 UV 차단제에 의해 감쇠되지 않고 상기 개시제의 흡수율 범위 내에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 콘택트 렌즈를 형성하는 데 유용한 종래 기술의 장치를 도시한다.
도 2는 도 1의 장치의 형성 광학체 부분의 확대도이다.
도 3은 Norbloc 투과율 및 개시제 흡수율에 대한, 선택된 파장의 광의 투과율을 예시하는 그래프이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 이중 파장 형성 시스템의 투영 프로파일을 정의하는 데 사용되는 예시적인 테이블이다.
도 5는 본 발명에 따른 콘택트 렌즈를 형성하는 데 사용될 수 있는 이중 LED 광원을 갖는 DLP 기반 투영 시스템의 측단면도이다.
용어 해설
본 발명에 관한 설명 및 청구범위에서, 다음의 정의가 적용될 다양한 용어가 사용될 수 있다:
본 명세서에 사용되는 바와 같은 "화학 방사선(Actinic Radiation)"은 화학 반응을 개시시킬 수 있는 방사선을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 "DMD", 즉 디지털 마이크로미러 디바이스(digital micromirror device)는 개별 미러 온/오프 제어(individual mirror on/off control)를 허용하는 CMOS SRAM 기판 위에 기능적으로 장착된 이동가능 마이크로미러들의 어레이로 이루어진 쌍안정 공간 광 변조기이다. 각각의 미러는 반사되는 광을 조종하도록 미러 아래의 메모리 셀 내로 데이터를 로딩하고, 비디오 데이터의 픽셀을 디스플레이 상의 픽셀에 공간적으로 맵핑(mapping)함으로써 독립적으로 제어된다. 데이터는 2진 방식(binary fashion)으로 미러의 경사각을 정전기적으로 제어하는데, 여기서 미러 상태는 +X도(온) 또는 -X도(오프)이다. 현재의 디바이스들의 경우, X는 10도 또는 12도(공칭)일 수 있다. 온 미러에 의해 반사된 광은 이어서 투영 렌즈를 통과하여 스크린 상에 이른다. 광은 반사되어 어두운 부분(dark field)을 생성하고, 이미지를 위한 블랙-레벨 플로어(black-level floor)를 한정한다. 투영된 이미지는, 형성 표면에 상이한 세기를 생성하고 이어서 토폴로지 두께 변화를 생성하기에 충분히 빠른 속도로 미러 온 시간과 미러 오프 시간 사이의 그레이 스케일 변조에 의해 생성된다. DMD는 때때로 DLP 투영 시스템으로 지칭된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 "에타필콘"은 반응성 혼합물로서 사용될 수 있는 예시적인 재료를 지칭하고, 이는 대략적으로 95% HEMA(2-하이드록실에틸 메타크릴레이트) 및 1.97% MMA(메타크릴산) 및 0.78%% EGDMA(에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트) 및 0.10% TMPTMA(트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트) 가교결합제 및 약 1% 광개시제 CGI 1700 및 희석제 - 52:48의 반응성 성분:희석제 비의 BAGE(글리세롤의 붕산 에스테르)(미국 특허 제4,495,313호) - 를 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 "고정 방사선"은 렌즈 전구체 또는 렌즈를 포함하는 반응성 혼합물의 본질적으로 전부를 중합하고 가교결합하는 것 중 하나 이상에 충분한 화학 방사선을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 "유동성 렌즈 반응성 매체"는 반응성 혼합물로서, 그의 본래의 형태, 반응된 형태, 또는 부분적으로 반응된 형태로 유동가능하고 추가의 처리 시 안과용 렌즈의 일부로 형성되는 반응성 혼합물을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 "자유 형태", "자유 형성된" 또는 "자유 형성"은, 반응성 혼합물의 가교결합에 의해 형성되고 캐스트 몰드에 따라 형상화되지 않는 표면을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 "겔화점(Gel Point)"은 겔 또는 불용성 분획이 먼저 관찰되는 지점을 지칭하기로 되어 있다. 겔화점은 액체 중합 혼합물이 고체로 되는 변환의 정도이다. 겔화점은 속슬렛(Soxhlet) 실험을 이용하여 결정될 수 있다: 중합체 반응은 상이한 시점들에 중단되고, 생성된 중합체는 잔류 불용성 중합체의 중량 분율을 결정하기 위해 분석된다. 데이터는 겔이 존재하지 않는 점으로 외삽될 수 있다. 겔이 존재하지 않는 이러한 점이 겔화점이다. 겔화점은 또한 반응 동안 반응 혼합물의 점도를 분석함으로써 결정될 수 있다. 점도는 평행 판 유량계(parallel plate rheometer)를 사용하여 반응 혼합물이 판들 사이에 있는 상태에서 측정될 수 있다. 적어도 하나의 판은 중합을 위해 사용되는 파장에서의 방사선에 투명해야 한다. 점도가 무한대에 접근하는 점이 겔화점이다. 겔화점은 주어진 중합체 시스템 및 특정된 반응 조건에 대해 동일한 정도의 변환으로 발생한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 "렌즈"는 눈 안에 또는 눈 위에 존재하는 임의의 안과용 디바이스를 지칭한다. 이러한 디바이스는 광학 보정을 제공할 수 있거나, 미용을 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 용어 "렌즈"는 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 오버레이 렌즈(overlay lens), 안구 삽입체(ocular insert), 광학 삽입체, 또는 그를 통해 시력이 교정되거나 변경되게 하는 또는 그를 통해 시력을 방해함이 없이 눈 생리 기능이 미용적으로 향상되게 하는 (예를 들어, 홍채 색상) 다른 유사한 디바이스를 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 본 발명의 바람직한 렌즈들은 실리콘 하이드로겔 및 플루오로하이드로겔을 포함하지만 이로 한정되지 않는 실리콘 탄성중합체 또는 하이드로겔로부터 제조된 소프트 콘택트 렌즈들이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 "렌즈 전구체"는 렌즈 전구체 형태 및 렌즈 전구체 형태와 접촉하는 유동성 렌즈 반응성 혼합물로 이루어진 복합 물체를 의미한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 유동성 렌즈 반응성 매체는 일정 부피의 반응성 혼합물 내에 렌즈 전구체 형태를 생성하는 중에 형성된다. 렌즈 전구체 형태를 생성하는 데 사용되는 일정 부피의 반응성 혼합물로부터 렌즈 전구체 형태 및 접착된 유동성 렌즈 반응성 매체를 분리함으로써 렌즈 전구체를 생성할 수 있다. 부가적으로, 렌즈 전구체 형태는 유동성 렌즈 반응성 매체의 상당한 양의 제거 또는 유동성 렌즈 반응성 매체의 상당한 양의 비-유동성 혼입된 재료로의 변환에 의해 상이한 개체(entity)로 변환될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 "반응성 혼합물" 또는 "RMM"(반응성 단량체 혼합물)은 경화 및 가교결합되어 또는 가교결합되어 안과용 렌즈를 형성할 수 있는 단량체 또는 예비중합체(prepolymer) 재료를 지칭한다. 다양한 실시예는 하나 이상의 첨가제, 예를 들어 UV 차단제, 틴트(tint), 광개시제 또는 촉매, 및 콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈와 같은 안과용 렌즈에 사람이 필요로 할 수 있는 다른 첨가제를 갖는 렌즈 형성 혼합물을 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 "복셀"은 3차원 공간 내의 규칙적인 그리드 상의 값을 나타내는 부피 요소이다. 복셀은 3차원 픽셀로서 관찰될 수 있지만, 여기서 픽셀은 2D 이미지 데이터를 나타내고 복셀은 제3 치수를 포함한다. 더욱이, 복셀이 의료 및 과학 데이터의 시각화 및 분석에 빈번하게 사용되는 경우, 본 발명에서, 복셀은 반응성 혼합물의 특정 부피에 도달하는 화학 방사선의 양의 경계를 한정하는 데 사용된다. 예로서, 복셀은 본 발명에서 2D 몰드 표면에 순응하는 단일 층으로 존재하는 것으로 고려되는데, 여기서 화학 방사선은 2D 표면에 법선으로 그리고 각각의 복셀의 공통 축방향 치수로 지향될 수 있다. 예로서, 반응성 혼합물의 비부피(specific volume)는 768x768 복셀에 따라 가교결합 또는 중합될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 "복셀 기반 렌즈 전구체"는 렌즈 전구체 형태가 복셀 기반 형성 기법의 사용에 의해 형성된 렌즈 전구체를 의미하기로 되어 있다.
미국 특허 제8,317,505호에서 상세히 설명된 바와 같이, 정확한 맞춤 렌즈는 복셀 기반 형성 방법 및 기법을 사용하여 형성될 수 있다. 이 장치는 고도로 균일한 세기의 방사선을 취하고 형성 광학체 표면을 가로지르는 다수의 이산된 지점들에서 형성 광학체(180)(도 1 참조)의 표면 상으로의 조사를 제어한다. 형성 광학체(180)는 일정 부피의 반응성 혼합물 내에 위치되고, 형성 광학체의 표면 상으로의 조사를 제어함으로써 각각의 이산된 지점에서의 수지의 경화 깊이를 제어하여, 형성 광학체의 광학 품질의 볼록 표면에 대해 원하는 형상을 본질적으로 "성장"시킨다.
더 구체적으로, 도 1을 참조하면, 형성 장치(100)는 기능적으로, 광원(120)과 같은 화학 방사선의 공급원으로 시작되는데, 여기서 생성된 광은 파장의 한정된 대역이지만 세기 및 방향에서 어느 정도 공간적 변동을 갖는 광으로서 나온다. 요소(130), 즉 공간 세기 제어기 또는 시준기는 광을 집광하고, 확산시키고, 일부 실시예에서는 시준하여 세기가 고도로 균일한 광선(140)을 생성한다. 추가로, 일부 실시예에서, 광선(140)은, 각각에 디지털 온 또는 오프 값이 할당될 수 있는 세기의 픽셀 요소들로 광선을 분할하는 DMD(110)에 충돌한다. 실제로는, 각각의 픽셀에서 미러는 단지 두 경로 중 하나로 광을 반사한다. 아이템(150)의 "온" 경로는 반응성 화학 매체를 향해 진행하는 광자로 이어지는 경로이다. 반대로, 일부 실시예에서, "오프" 상태는 광이 도시된 아이템들(116, 117) 사이에 놓일 상이한 경로를 따라 반사되는 것을 포함한다. "오프" 경로는 광자를 광선 덤프(115)에 충돌하도록 지향시키는데, 광선 덤프(115)는 그를 향해 지향된 어떠한 광자도 흡수 및 포획하도록 면밀히 세밀하게 제조된 것이다. 다시 "온" 경로를 참조하면, 이러한 경로로 지향된 광은 잠재적으로 많은 상이한 픽셀 값들을 실제로 포함하는데, 이러한 픽셀 값들은 "온" 값으로 설정되었고 그들의 픽셀 위치에 대응하는 적절한 개별 경로를 따라 공간적으로 지향된다. 그들 각각의 경로들을 따른 픽셀 요소들 각각의 시간 평균 세기는 DMD 미러(110)에 의해 한정된 공간 그리드를 가로지르는 공간 세기 프로파일(160)로서 표현될 수 있다. 대안적으로, 각각의 미러에 충돌하는 일정한 세기로, 아이템(160)은 공간 시간 노출 프로파일을 나타낼 수 있다.
계속하여, "온" 상태의 각각의 픽셀 요소는 그의 경로(150)를 따라 지향된 광자를 가질 것이다. 일부 실시예에서, 광선은 포커싱 요소(focusing element)에 의해 포커싱될 수 있다. 예로서, 도 1에서, 복셀 기반 시스템(100)은 광 경로(150)가 본질적으로 수직 방식으로 형성 광학체(180)의 표면 상에 충돌하도록 이미징되는 실시예를 도시한다. 이미징된 광은 이제, 형성 광학체를 통과하여 저장소(190) 내에 반응성 혼합물을 수용하는 일정 부피의 공간 내로, 그리고 형성 광학체(180) 둘레로 진행한다. 이러한 부피 내의 광자는 흡수될 수 있고 그것을 흡수한 분자 내의 화학선 반응을 촉진할 수 있어서, 대체로 근처에서 단량체의 중합 상태 변화로 이어진다. 각각의 픽셀에서의 조사의 시간 및/또는 세기를 선택적으로 제어함으로써, 저장소(190) 내의 반응성 렌즈 혼합물(302, 도 2 참조)의 경화 깊이를 제어할 수 있어서, 본질적으로, 형성 광학체의 볼록한 표면에 인접하게 생성되는 형상의, 복셀 단위의, 완전한 제어를 제공하여, 렌즈 전구체 형태를 형성한다.
이러한 일반적인 방식으로, 복셀 기반 형성의 하나의 특정 실시예가 기능하는 것으로 이해될 수 있다. 이러한 실시예의 다양한 구성요소 및 그에 대한 대안의 다양한 추가 상세사항은, 예를 들어 미국 특허 제8,317,505호에서와 같이, 종래 기술에서 상세히 설명된다. 추가로, DMD 디바이스가 거기에 상세히 기재되어 있지만, 선택적으로 제어가능한 화학 방사선의 어떠한 적합한 공급원도 사용될 수 있다.
앞서 나타낸 바와 같이, 형성 시간을 단축시키기 위해, RMM 제형으로 Norbloc(또는 다른 UV 차단제)의 수준을 감소시킬 수 있거나 - 이는 그것이 완성된 렌즈 제품의 UV 차단 특성을 변화시키기 때문에 바람직하지 않음 -, 또는 동일한 기간에 더 두꺼운 경화 깊이를 생성하기 위해 광이 RMM 내로 더 깊이 들어가도록 LED 광의 파장을 증가시킬 수 있다. 그러나, 더 빠른 중합 속도에 의해, 두께를 정밀하게 제어하는 능력이 감소되고, 전구체 표면 상의 유동성 매체 내에 원치 않는 올리고머를 생성할 가능성이 증가한다. 본 발명은 상업적으로 적합한 시간에 임의의 두께 렌즈의 정밀한 형성을 가능하게 하는 방식으로 상이한 파장의 광을 선택적으로 채용하는 시스템 및 방법을 제공한다. 설명되는 시스템 및 방법은 종종 더 두꺼운 안정화 구역을 포함하는 난시 렌즈와 같은 안정화된 렌즈 설계물을 형성하는 데 있어서, 그리고 고굴절력 렌즈에 특히 유리하다.
예비적으로, 당업자는 임의의 광원으로부터의 "단일 파장" 광이 (레이저 광원이 그것에 가장 가깝게 근사할 수 있지만) 이론적으로 불가능하다는 것을 인식한다. 따라서, 본 발명의 목적을 위해, LED 광원 등으로부터의 광이 특정 또는 단일 파장을 갖는 것으로 설명되는 한, 의미하는 바는, 광의 일정 스펙트럼이 존재하지만, 이러한 스펙트럼이 그 식별된 파장 주위의 "피크 파장 스펙트럼"이거나, 그렇지 않으면 특정된 목표 또는 원하는 파장을 중심으로 한다는 것을 이해할 것이다.
이들 원칙은, 다양한 파장에서의 Norbloc의 투과율 및 다양한 파장에서의 개시제 흡수율 둘 모두에 대한 365 nm를 중심으로 하는 LED 광 및 420 nm를 중심으로 하는 LED 광 둘 모두를 보여주는 그래프인 도 3에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 365 nm 광(305)의 경우, LED 광은 RMM 내의 Norbloc 성분(306)에 의해 부분적으로 감쇠되며, 이는 제어된 중합체 성장을 허용한다. 420 nm 광(307)의 경우, 광은 Norbloc 성분에 의해 감쇠되지 않지만, 여전히 개시제 흡수율 범위 내에 있다(308). 그와 같이, 중합이 일어날 것이지만, 성장을 제어하는 능력은 감쇠가 제어될 수 없기 때문에 크게 감소된다.
일단 렌즈의 두께가 대략 350 마이크로미터 초과로 증가하면, 주어진 세기 및 RMM에 대해, RMM의 Norbloc 성분에 의한 감쇠는 상업적으로 합리적인 기간 내에 자유 형태 방법에 의해 콘택트 렌즈를 생성하는 데 장벽이 된다. 이는 감쇠가 350 마이크로미터에서 충분히 유의하게 되어 추가 깊이까지 경화시키는 데 필요한 시간이 크게 증가하기 때문이다. 예를 들어, 365 nm 광을 사용함으로써 350 nm의 깊이까지 경화시키기 위해 대략 2분이 필요하다. 이러한 깊이는, 특히 눈 상에서 렌즈를 적절히 안정화시키기 위해 안정화 구역이 필요한 난시 렌즈에서, 드물지 않다. 안정화 구역은 원하는 방향으로 콘택트 렌즈가 무게로 눌려지게 하고/하거나 콘택트 렌즈가 눈 상에 놓여 있는 동안 회전하는 것을 그에 의해 방지하는 방식으로 안검과 상호작용하는 기능을 한다. 전술된 바와 같이 365 nm에서의 경화에 필요한 시간을 고려하면, 렌즈 두께가 대략 350 마이크로미터를 초과할 때 자유 형태 방법에 의해 렌즈를 형성하는 것은 상업적으로 실행가능하지 않다.
본 발명은 임의의 두께의 렌즈가 상업적으로 실행가능한 기간 내에 자유 형태 방법을 사용하여 형성될 수 있게 하는 새로운 시스템 및 방법을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 이는 단일 렌즈 전구체를 형성하기 위한 경화를 위해 2개의 상이한 LED 파장을 선택적으로 활성화시킴으로써 달성된다. 바람직한 실시예에서, 365 nm를 중심으로 하는 LED 광 및 385 nm 또는 420 nm를 중심으로 하는 LED 광 둘 모두가 동시에 활성화된다. 이중 LED를 포함하는 예시적인 디바이스가 도 5에 도시되어 있다. 시스템은 제1 파장을 중심으로 하는 제1 LED 광(501) 및 제2 파장을 중심으로 하는 제2 LED 광(502)을 포함한다. 광원들 둘 모두는 요소(503) 내의 광선 결합기 및 트림 필터(trim filter) 내로 지향된다. 이어서, 조합된 광선은 DMD 디바이스(504)로 진입하고, 여기서 플라이 아이 광학체(fly's-eye optic), 미러 및 프리즘을 사용하여 DMD 상으로 균질화되고 이미징되는데, 이는 당업자에 의해 용이하게 이해되는 바와 같다. DMD는 DMD 제어 디바이스(505)에서 전자 하드웨어 및 펌웨어에 의해 제어된다. 이어서, 광선은 투영 경로(506) 내의 다양한 투영 광학체를 통과하고 이하에서 추가로 설명되는 바와 같이 원하는 방식으로 형성 광학체(507)에 충돌하도록 포커싱된다.
일 실시예에서, 365 nm LED는 오로지 광학 구역으로만 지향되어, 시력 교정을 위한 렌즈의 가장 중요한 위치에서 경화 깊이가 정밀하게 제어될 수 있고 렌즈 전구체의 표면에서의 유동성 매체의 바람직하지 않은 올리고머 또는 과도한 점도가 전적으로 회피될 수 있는 것을 보장한다. 원하는 경우, 365 nm 광은 또한, 오로지 에지에서만 그리고 안정화 구역과 렌즈 주변부 사이의 전이부에서만 사용될 수 있다. 350 마이크로미터 초과의 두께가 요구되는 안정화 구역 부분 또는 다른 부분에서, 385 nm 또는 420 nm LED 광은 초기에 그러한 선택된 부분들에, 그러나 그러한 영역들에서의 총 형성 시간의 작은 부분 동안, 지향된다. 예를 들어, 더 높은 파장 광은 총 형성 시간의 5 내지 10% 동안 사용될 수 있고, 이어서 즉시 차단되어 365 nm 광만이 나머지 형성 시간 동안 사용되게 한다. 더 높은 파장이 초기에, 원하는 렌즈의 선택된 더 두꺼운 영역을 조명하는 DMD 미러의 온/오프 상태를 제어하라는 특정 명령어들에 의해 그러한 영역만으로 지향된다.
1% 저산소 글로브 박스 환경 및 에타필콘 또는 그의 변형예에서 미국 특허 제8,317,505호에 설명된 것과 같은 DLP 기반 투영 시스템이 사용될 수 있다. 하나가 365 nm를 중심으로 하고 하나는 420 nm를 중심으로 하는 이중 LED 조명이 투영 시스템에 설치된다. DLP를 위한 투영 소프트웨어는 특정 데이터베이스 테이블을 폴링(polling)하여 렌즈의 어떤 영역 및/또는 층이 원하는 렌즈 전구체를 형성하기 위해 형성 시간 동안 조사되어야 하는지를 결정한다. 종래 기술의 '055 특허에서 설명되는 것과 같은 단일 LED 파장 응용의 경우, 오로지 단일 365 nm LED만이 사용될 것이다. 이중 LED 시스템의 경우, 참조된 소프트웨어 테이블은 전술된 바와 같이 전체 형성 시간을 감소시키기 위해 LED 파장들 둘 모두에 대한 특정 투영 프로파일을 정의할 것이다. 투영 시스템은 DLP(디지털 광 프로세서) 칩 상의 미러뿐만 아니라 LED 램프도 제어함으로써 설치된 LED들 둘 모두로부터의 광을 이용한다. 투영 소프트웨어는 특정 데이터베이스 테이블을 폴링하여 렌즈 형성 시간 동안 렌즈의 어떤 영역 및/또는 층을 생성할 것인지를 결정한다. 이러한 테이블은 두꺼운 영역을 형성하기 위해 높은 파장(420 nm) 광 그리고 광학 구역뿐만 아니라 나머지 부분도 형성하기 위해 더 낮은 파장(365 nm) 광을 사용함으로써 전체 형성 시간을 감소시킬 가능성을 갖는 특정 투영 프로파일을 정의하는 것을 돕는다.
예를 들어, 도 4a의 테이블은 영역(Region) ID 6 및 영역 ID 7과 하위층(Sublayer) ID 21 및 하위층 ID 24로 구성된 "MultisprectralLensProfile Test 3"의 투영 프로파일의 일부로서 2개의 영역 및 2개의 하위층의 사용을 예시한다. 도 4b의 테이블에 추가로 도시된 바와 같이, 영역 ID 6 및 영역 ID 7이 추가로 정의되는데, 영역 ID 6은 460 마이크로미터 초과의 목표 두께를 갖는 렌즈의 영역으로서 정의되고, 영역 ID 7은 2000 마이크로미터 미만의 임의의 목표 렌즈 두께로서 정의되며, 이는 정의에 의하면 전체 렌즈이다. 이러한 분할에 대한 원리는, 더 긴 파장(본 예에서는 420 nm 광)이 특정 렌즈 영역에 적용될 수 있고 더 짧은 파장(본 예에서는 365 nm)이 전체 렌즈에 적용될 수 있도록 하는 것이다.
영역 ID 6은 하위층 ID 21 및 하위층 ID 14로 추가로 분할되며, 이들은 도 4c의 테이블에서 추가로 정의된다. 이러한 세분은 하위층 21이 (도 4b의 테이블에 나타난 바와 같이) 하위층 24에 우선하여 투영하게 하는데, 이는 하위층 21이 그의 증가된 두께에 대해 더 긴 파장 광을 포함하는 투영 파라미터를 갖기 때문이다. 따라서, 본 예에서, 10 마이크로미터의 고정 값 투영은 투영 파라미터(Projection Parameter) ID "Multispectral-LongLED Test 3"에 대해 도 4d의 테이블에 정의된 성장 인자 계수에 기초하여 일정 투영 시간으로 변환된다. 도 4d의 테이블은 또한 각각의 파장 LED에 대한 LED 세기 설정을 정의하는데, 그 이유는 이것이 다른 투영 설정에 관계없이 얼마나 큰 실제 렌즈 두께가 달성될 것인가에 영향을 미칠 것이기 때문이다.
최종적으로, 렌즈의 영역 ID 6 및 영역 ID 7 둘 모두는 렌즈의 투영을 완료하기 위해 짧은 파장 LED 램프(365 nm 피크)를 필요로 하는 "Multispectral-ShortLED Test 3"로 지칭되는 투영 파라미터 ID를 나타내는 하위층 24를 사용하여 완료된다. 이러한 투영의 총 시간도 특정 기계 상호작용 파라미터 설정 "Off-line VLEC nominal - multispectral"이 고정된 투영 시간을 필요로 하지 않기 때문에 도 4d의 테이블에서 성장 인자 계수에 의해 결정된다. 이는 투영 시간이, 고정 값으로 설정되기보다는 오히려, 이러한 데이터베이스 정의에 의해 가능한 한 짧게 (이 경우, 약 20초) 계산되게 한다. 상업적 목적으로, 이러한 시간은 고정된 시간이 원하는 두께를 생성하는 데 필요한 시간보다 길다면 고정될 수 있어서, 생산 공정이 더욱 자동화 친화적으로 되게 할 수 있다.
요약하면, 소프트웨어는, 하위층 21의 경우, 더 높은 파장 광이 특정된 영역에 대해 그리고 특정된 시간 동안 먼저 인에이블될 것이고, 후속하여 더 짧은 파장 광이 나머지 특정 시간 동안 전체 렌즈를 가로질러 인에이블될 것을 지시하는 데이터베이스 테이블을 폴링한다.
전술된 실시예가 365 및 420 nm LED 광들이 경화 시간의 초기 부분 동안 동시에 켜지고 후속하여 420 nm LED가 나머지 경화 시간 동안 꺼지는 것을 수반하지만, 당업자는 이중 파장 LED 광을 사용하는 다양한 대안이 구현될 수 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다. 예를 들어, 420 nm LED 광은 특정된 위치에서 초기에 켜질 수 있고, 이어서 365 nm 광이 (단독으로 또는 420 nm LED와 함께) 나머지 시간 동안 전체 렌즈를 조명하는 데 사용될 수 있다. 추가로, 선택된 반응성 단량체 혼합물의 다양한 특정 특성에 따라 다양한 파장의 광이 구현 및 최적화될 수 있다. 예를 들어, 동일한 RMM에 대해, 385 nm 광이 더 높은 파장 LED에 대한 420 nm 광 대신 용이하게 사용될 수 있다.
추가로, 2개의 상이한 파장을 선택하는 것에 더하여, 단일 파장(즉, 365 nm)을 사용할 수 있고, 350 마이크로미터보다 두꺼운 렌즈 영역의 형성을 가속시키기 위해 그러한 영역에서 선택된 기간 동안 광의 세기를 선택적으로 증가시킬 수 있다. 바람직하게는, 이러한 증가된 세기는 너무 빠르게 일어나는 중합을 피하기 위해 렌즈 광학 구역에 사용되지 않을 것이다. 대안예에서, 이색성 필터, 더 구체적으로는 단파장 통과 필터와 함께 더 높은 파장(즉, 385 nm 또는 420 nm)을 중심으로 하는 단일 LED 광원을 사용할 수 있다. 이러한 유형의 필터를 LED 광 경로 내의 전동식 스테이지 상에 배치함으로써, 더 긴 파장을 갖는 광은 짧은 기간 동안 통과하도록 허용되어 두꺼운 영역을 형성할 것이고, 이어서 전동식 스테이지와 함께 하는 필터의 이동은 더 짧은 파장만이 나머지 형성 시간 전체에 걸쳐 전달되게 할 것이다. 이는 원칙적으로 원하는 결과를 달성할 수 있지만, 달성을 위해 신속한 이동을 필요로 할 것이고 둘 이상의 LED 광원으로 달성할 수 있을 만큼, 긴 파장 피크 대 짧은 파장 피크의 선택을 넓게 제공할 수 없다. 더욱이, 단지 하나의 LED 광원의 사용은 광원의 독립적인 세기 제어를 허용하지 않고, 그에 따라서 전달 특성 및 이색성 필터 각의 활성화로부터 도출되는 어떠한 세기 결함도 다루기 위해 추가 LED 드라이버 로직이 필요할 것이다.
본 명세서의 개시내용이 주로 2개의 상이한 피크 파장 스펙트럼을 갖는 2개의 상이한 LED 광을 사용하는 것에 관한 것이지만, 당업자에게 공지된 다양한 다른 기법 및 디바이스가 본 발명에서 설명되는 바와 같은 렌즈의 선택적이고 차별적인 경화를 달성하기 위해 채용될 수 있다.
예를 들어, 하나의 대안은, 하나 이상의 단일 피크 파장 스펙트럼 LED 광원보다는, 동기화된 필터 휠과 함께 단일 광대역 광원을 사용하여 DMD에 광의 둘 이상의 상이한 피크 파장 스펙트럼을 순차적으로 투영하는 것이다. DMD는 필요에 따라 상이한 투영 패턴들 사이에서 빠르게 연속하여 이동하도록 필터 휠과 동기화된다. 대안예에서, 차세대 DMD 디지털 광 투영기가 컬러 필터 휠을 적색, 녹색 및 청색 LED 광원들로 대체한 방식과 유사한 방식으로, 필터 휠은 상이한 피크 파장 스펙트럼의 둘 이상의 개별 LED로 대체되어, 상이한 LED들의 활성화와 DMD 디바이스와 동기화되는 것 사이에서 순환될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 단일 피크 파장 스펙트럼 LED 광원이, 형성 광학체를 통해 그리고 반응성 단량체 혼합물 내로 적어도 제1 피크 파장 스펙트럼의 광을 투영하는 것과 제2 피크 파장 스펙트럼의 광을 투영하는 것 사이에서 교번하도록 다양한 경사진 위치들 사이에서와 같이 조정될 수 있는 트림 필터와 함께 사용될 수 있다.
최종적으로, 렌즈 전구체 DMD 쇼(show)에 선택적으로 적용될 수 있는 거의 무한한 스펙트럼의 광의 생성을 허용하기 위해 당업자에게 공지된 초분광 조명 및 투영의 원리가 채용될 수 있다. 초분광 조명에 의해, 광원은 상이한 파장들이 DMD 미러 어레이의 특정 열(하나 이상)에서 제1 DMD 상으로 투영되도록 상이한 파장들이 프리즘 또는 "격자" 구성요소에 의해 분리되는 전체 스펙트럼의 광을 포함한다. 이어서, 이러한 선택된 스펙트럼의 광은 제2 DMD 상에 투영되거나 이미징되며, 제2 DMD의 미러는 원하는 패턴을 형성 광학체 상에 그리고 반응성 단량체 혼합물 내로 전달하거나 투영하도록 선택적으로 제어된다. 본 실시예는 선택적 경화를 가능하게 하기 위해 사용되는 광의 스펙트럼(단지 단일 피크 파장 스펙트럼은 아님)을 생성하는 거의 무한한 능력을 제공하며, 그에 따라서 훨씬 더 높은 정도의 "튜닝" 또는 선택성을 제공한다. 추가로, 그것은 하나의 스펙트럼으로부터 제1 DMD 디바이스를 통해 다른 스펙트럼으로의 실시간 전이를 가능하게 하는 한편, 동시 이미징이 제2 DMD 디바이스를 통해 발생하고 있다.
설명된 렌즈를 제조하는 방법 및 그러한 방법을 구현하기 위한 예시적인 디바이스의 예시적인 실시예가 첨부 도면을 참조하여 본 명세서에 기술되었지만, 본 발명은 이러한 정확한 실시예로 제한되지 않으며, 본 명세서의 청구범위에 의해서만 제한되는 본 발명의 범주 또는 사상으로부터 벗어남이 없이 당업자에 의해 다양한 다른 변경 및 수정이 본 명세서에서 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (15)

  1. 콘택트 렌즈를 형성하기 위한 방법으로서,
    렌즈 반응성 혼합물을 획득하는 단계;
    상기 렌즈 반응성 혼합물을 수용하는 저장소 내에 형성 광학체(forming optic)의 볼록한 광학 품질 표면을 침지시키는 단계;
    상기 형성 광학체의 미리선택된 영역들을 통해 파장들의 제1 스펙트럼을 갖는 제1 화학 방사선을 투영하는 단계로서, 상기 미리선택된 영역들은 미리결정된 두께보다 큰 두께를 갖는 상기 형성될 콘택트 렌즈의 위치들에 대응하고, 상기 제1 화학 방사선은 상기 미리선택된 영역들에서 복셀 단위(voxel by voxel basis)로 상기 렌즈 반응성 혼합물을 선택적으로 중합하거나 부분적으로 중합하도록 선택적으로 제어되는, 상기 단계;
    파장들의 상이한 제2 스펙트럼을 갖는 제2 화학 방사선을 상기 형성 광학체를 통해 상기 형성될 콘택트 렌즈의 전체에 대응하는 제2 영역 위에 투영하는 단계로서, 상기 제2 화학 방사선은 렌즈 전구체를 형성하기 위해 상기 형성 광학체를 가로질러 복셀 단위로 상기 렌즈 반응성 혼합물을 선택적으로 중합하거나 부분적으로 중합하도록 선택적으로 제어되는, 상기 단계;
    상기 형성 광학체 및 형성된 렌즈 전구체를 상기 렌즈 반응성 혼합물로부터 제거하는 단계; 및
    고정 방사선을 적용하여 상기 콘택트 렌즈를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 화학 방사선의 상기 투영은 상기 제2 화학 방사선을 전달하기 전에 중단되는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 화학 방사선의 상기 전달은 상기 제2 화학 방사선의 전달과 함께 계속되는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 화학 방사선은 420 nm 파장 광을 중심으로 하고, 상기 제2 화학 방사선은 365 nm 파장 광을 중심으로 하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 화학 방사선은 385 nm 파장 광을 중심으로 하고, 상기 제2 화학 방사선은 365 nm 파장 광을 중심으로 하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 미리결정된 두께는 350 마이크로미터인, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 반응성 혼합물은 개시제 및 UV 차단제를 포함하고, 제2 화학 방사선은 상기 UV 차단제에 의해 부분적으로 감쇠되고 상기 개시제의 흡수율 범위 내에 있으며, 상기 제1 화학 방사선은 상기 UV 차단제에 의해 감쇠되지 않고 상기 개시제의 상기 흡수율 범위 내에 있지 않는, 방법.
  8. 콘택트 렌즈를 형성하기 위한 장치로서,
    볼록한 광학 품질 표면을 포함하고, 캐스트 몰드(cast mold)에 따른 형상화 없이 반응성 혼합물을 가교결합함으로써 상기 안과용 디바이스가 상부에 형성될 수 있는 수형 몰드 맨드릴(mandrel)로서, 상기 볼록 광학 품질 표면의 적어도 일부분은 상기 반응성 혼합물을 보유하는 용기 내의 공간 내로 돌출되고, 상기 용기의 부피는 그 내에 상기 형성될 콘택트 렌즈의 부피보다 크고, 상기 용기의 형상은 그 내에 상기 형성될 콘택트 렌즈의 형상에 영향을 주지 않는, 상기 수형 몰드 맨드릴;
    파장들의 제1 스펙트럼을 갖는 제1 화학 방사선의 복수의 광선들을 포함하는 제1 광원으로서, 각각의 광선은 상기 수형 몰드 맨드릴 및 상기 볼록한 광학 품질 표면의 적어도 미리선택된 부분을 통해 지향되고, 상기 복수의 광선들의 각각은 선택적으로 제어가능하여 그에 의해 상기 적어도 하나의 미리선택된 부분에서 상기 수형 몰드 및 볼록한 광학 품질 표면을 통해 상기 반응성 혼합물의 일부분들을 선택적으로 경화시키는, 상기 제1 광원; 및
    상기 파장들의 제1 스펙트럼과 상이한 파장들의 제2 스펙트럼을 갖는 제2 화학 방사선의 복수의 광선들을 포함하는 제2 광원으로서, 각각의 광선은 상기 형성될 콘택트 렌즈의 전체에 대응하는 상기 수형 몰드 맨드릴 및 볼록한 광학 품질 표면의 영역을 통해 지향되고, 상기 복수의 광선들 각각은 선택적으로 제어가능하여 그에 의해 상기 영역을 가로질러 상기 수형 몰드 및 볼록한 광학 품질 표면을 통해 상기 반응성 혼합물의 일부분들을 선택적으로 경화시키는, 상기 제2 광원을 포함하는, 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 화학 방사선의 온(on) 및 오프(off) 상태는 별개로 제어가능한, 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 화학 방사선은 동시에 활성화될 수 있는, 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제1 화학 방사선은 제1 파장을 중심으로 하고, 상기 제2 화학 방사선은 제2 파장을 중심으로 하는, 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 화학 방사선은 420 nm 파장 광을 중심으로 하고, 상기 제2 화학 방사선은 365 nm 파장 광을 중심으로 하는, 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 화학 방사선은 385 nm 파장 광을 중심으로 하고, 상기 제2 화학 방사선은 365 nm 파장 광을 중심으로 하는, 장치.
  14. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 미리선택된 부분은 상기 콘택트 렌즈의 원하는 두께가 적어도 350 마이크로미터인 위치에 대응하는, 장치.
  15. 제8항에 있어서, 상기 렌즈 반응성 혼합물은 개시제 및 UV 차단제를 포함하고, 제2 화학 방사선은 상기 UV 차단제에 의해 부분적으로 감쇠되고 상기 개시제의 흡수율 범위 내에 있으며, 상기 제1 화학 방사선은 상기 UV 차단제에 의해 감쇠되지 않고 상기 개시제의 상기 흡수율 범위 내에 있는, 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8877103B2 (en) 2010-04-13 2014-11-04 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Process for manufacture of a thermochromic contact lens material
US8697770B2 (en) 2010-04-13 2014-04-15 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Pupil-only photochromic contact lenses displaying desirable optics and comfort
US11724471B2 (en) 2019-03-28 2023-08-15 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods for the manufacture of photoabsorbing contact lenses and photoabsorbing contact lenses produced thereby

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4165265A (en) 1973-07-17 1979-08-21 Nippon Paint Co., Ltd. Multi-stage irradiation method of curing a photocurable coating composition
JPS5419896B2 (ko) * 1973-09-17 1979-07-18
US4495313A (en) 1981-04-30 1985-01-22 Mia Lens Production A/S Preparation of hydrogel for soft contact lens with water displaceable boric acid ester
US4411931A (en) 1982-09-29 1983-10-25 Armstrong World Industries, Inc. Multiple step UV curing process for providing accurately controlled surface texture
JP3040652B2 (ja) * 1994-03-24 2000-05-15 シャープ株式会社 液晶パネルの製造方法及びそれに用いる製造装置
JP2004046093A (ja) * 2002-05-24 2004-02-12 Canon Inc 回折光学素子の製造方法
US8317505B2 (en) 2007-08-21 2012-11-27 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Apparatus for formation of an ophthalmic lens precursor and lens
US8313828B2 (en) * 2008-08-20 2012-11-20 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic lens precursor and lens
US8318055B2 (en) * 2007-08-21 2012-11-27 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods for formation of an ophthalmic lens precursor and lens
TW201325883A (zh) * 2011-08-31 2013-07-01 Johnson & Johnson Vision Care 眼用鏡片成形光件
KR102029669B1 (ko) * 2012-06-29 2019-10-08 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드 안과용 렌즈의 제조를 위한 특징부들을 갖는 렌즈 전구체
US20140272176A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Method and apparatus for spatially locating lens components on a lens precursor
KR101414547B1 (ko) * 2013-07-08 2014-07-03 타코마테크놀러지 주식회사 광개시제용 화합물
CN108367517A (zh) * 2015-12-15 2018-08-03 诺华股份有限公司 用于生产具有润滑表面的接触镜片的方法
US10359643B2 (en) * 2015-12-18 2019-07-23 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods for incorporating lens features and lenses having such features
CN108650887A (zh) * 2015-12-22 2018-10-12 日立化成株式会社 光固化性树脂组合物、遮光用涂料及固化物
US11125916B2 (en) * 2016-07-06 2021-09-21 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Silicone hydrogels comprising N-alkyl methacrylamides and contact lenses made thereof
TW201833632A (zh) 2017-03-01 2018-09-16 鴻海精密工業股份有限公司 隱形眼鏡及其製備方法

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